《数据库应用项目化教程》课件项目一

项目一认识数据库

1.1相关知识1.2项目实践1.3融会贯通

1.1相关知识

1.1.1基本概念

在数据库技术中，常常碰到DB、DBMS、DBS等基本术语，我们先了解它们的基本含义。

1．数据(Data)

数据是用来描述客观事物特征和特性的符号。

例如，一个学生的各种特征，他的学号、姓名、电话、住址等信息需要用文字或数字记录，他的相貌可以用图片存档，甚至声音都可以用音频文件记录。

2．数据库(Database，DB)

数据库是以一定组织方式存储在一起的、统一管理的相关数据的集合。

例如，一个学校有几千甚至上万名的学生需要将其数据进行存储管理，如此多的数据资源就可以统一存放在一个数据库中，以方便操作或查询。

从定义可以看出，数据库存储的不仅仅包括数据本身，而且还包括相关数据之间的联系。数据库的数据也不只面向某个特定的应用，而是可以被多个用户、多个应用程序共享。

3．数据库管理系统(DatabaseManagementSystem，DBMS)

数据库管理系统是对数据库进行管理的软件。

对数据库的所有管理，包括定义、查询、更新和各种运行都需要通过DBMS实现。DBMS介于应用程序与数据库之间，接受和完成访问数据库的各种请求。在DBMS支持下的数据库和应用程序的关系如图1-1所示。图1-1数据库和应用程序的关系

4．数据库系统(DatabaseSystem，DBS)

数据库系统是指引进数据库技术后的整个计算机系统,主要由计算机硬件系统、软件系统、数据库和用户等部分组成。

(1)计算机硬件系统是存储数据库及运行DBMS等软件的硬件资源，主要包括主机、存储设备、I/O通道等。

(2)软件系统包括操作系统、DBMS、高级语言、应用开发工具软件和应用程序等。

(3)数据库中的数据是以文件的形式存储在计算机中的。

(4)用户指管理、开发、使用数据库系统的所有人员，通常包括数据库管理员、应用程序员和最终用户。其中DBA为灵魂人物，对数据库进行全局控制。1.1.2数据库系统外部体系结构

1.单机结构

单机结构是一种比较简单的数据库系统结构。在单机结构的系统中，整个数据库系统包括应用程序、DBMS和数据库全都存放在一台计算机上。这种数据库系统也称为桌面系统。因为所有功能都只存放在单机上，仅能被一个用户独占，所以只适合于个人用户、未联网用户等。但因为运行在本地机，故单机结构系统数据的处理速度最快，占用系统资

源少。

桌面型数据库管理系统有VisualFoxPro和Access等。

2. C/S(Client/Server)结构

Client指客户端程序，Server指服务器程序，C/S结构如图1-2所示。Server程序一般存放在高性能的PC、工作站或小型机上，是专门的数据库管理系统。客户端程序则是指在用户的电脑上安装的专用客户端软件，用来访问服务器中的数据。这种结构大大方便了多用户操作，允许多个客户端同时访问同一个服务器里的数据。但因为每台客户端都需要安装专门的软件，所以无论是软件的安装量还是软件的升级与维护都比较麻烦。图1-2C/S结构图

3. B/S(Browser/Server)结构

Browser指浏览器，Server指服务器软件，B/S结构如图1-3所示。这种结构的数据库系统，用户不用再安装专门的软件，只要使用浏览器如NetscapeNavigator或InternetExplorer，就可以同服务器里的数据库进行交互，而且不用进行客户端的维护，系统扩展也非常容易。

现在的网上论坛均采用这种结构。如果某论坛想更换新界面，只要重新设计网页文件即可，用户端不需要做任何更新操作，用浏览器打开就能看到新的界面了。图1-3B/S结构图1.1.3数据库系统内部体系结构

数据库中的数据会经常发生改变，如某人的职称由副教授改为教授，但用户都不希望数据的逻辑结构发生变化，否则应用程序就需要重写。为了更加有效地组织和管理数据，提高数据的独立性，美国ANSI/X3/SPARC的数据库管理系统研究小组于1975年和1978年分别提出了标准化建议，将数据库结构分为三级模式和两级映像，如图1-4所示。图1-4三级模式结构

1.模式

模式是对数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。例如，数据记录的组成、数据项的类型、数据间的联系、数据的完整性和安全性等。模式是依赖于某种数据模型的，数据模型主要有层次型、网状型和关系型三种。本书全部采用关系型模型。

假设一个图书管理系统采用关系数据模型进行设计，即数据以表的形式存放：

存放图书数据的表：Book(图书号,标题,作者,价格,ISBN)；

存放读者数据的表：Reader(读者号,读者姓名,借阅标记,E-mail);

存放借书数据的表：Borrow(图书号，读者号，借阅日期，归还日期)。

括号里的是组成表的字段。这三张表就组成了该数据库的模式。

2.外模式

外模式也称为用户数据视图，是对用户数据的逻辑结构的描述，是模式的一个子集。一个数据库系统可能有多个用户，因此会有多个数据外模式。在关系模型中，外模式也是以表的形式显示数据的。

使用外模式，用户不必考虑与自己无关的数据，使得数据操作或程序设计大大简化。同时，用户只能对自己需要的数据进行操作，有利于数据的安全保密。例如，在上面所举例的图书管理系统中，某用户仅要查询他所借阅的图书的作者以及还书时间这几个数据，就可以为它建立一个外模式：

查询1(读者号，图书号，作者，还书日期)

又如，某管理员想了解借阅信息，同时要能看到图书和读者的详细情况，可以建立一个外模式：

查询2(图书号，标题，作者，读者号，读者姓名，E-mail)

两个外模式的数据都已存在于数据库中，因此不必再重新单独建立，只需从数据库的模式中取出相关匹配的数据即可。

3.内模式

内模式也称为物理模式，是对数据库中全部数据的物理结构进行的描述。如数据在磁盘上的存储方式、存储设备和存取方法等。

4.两级映像

数据库系统中的三级模式其实是同一数据在三个层次上的抽象，但各层的数据结构有可能不一致。如模式中的“读者号”字段在某个外模式中可能被命名为“读者代码”，但数据是一致的。因此数据库体系结构又提供了两个映像来说明三层模式之间的对应性，即外模式-模式映像和模式-内模式映像。

5.外模式-模式映像

外模式-模式映像存在于外模式和模式之间，用来定义这两层的对应性。当模式发生改变时，可以通过修改该映像来保持外模式不变。因为应用程序是根据外模式设计的，也就意味着模式的变动不需要修改应用程序。这样就实现了逻辑数据独立性。

例如，在图书管理系统中，Reader表中的“读者姓名”字段名更改为“姓名”，对于用户所看到的外模式如查询2，只要修改外模式-模式映像，重新对应字段即可，不必重新去建立外模式，更不用修改应用程序。

6.模式-内模式映像

模式-内模式映像存在于模式和内模式之间，用来定义这两层的对应性。当内模式需要更改，比如改变数据存储位置或改变存储设备等时，可以通过修改该映像使模式不发生变化，也就不需要修改应用程序。这样就实现了物理数据独立性。

例如，本来存放在D盘上的数据库，移动到E盘上，内模式发生了变化。只要修改模式-内模式映像，重新对应数据即可。

逻辑数据独立性与物理数据独立性，统称为数据独立，也就是数据与应用程序之间彼此独立。应用程序不必随着数据结构的变动而改变，这是数据库的一个最基本的优点。1.1.4MicrosoftSQLServer2005

1. MicrosoftSQLServer2005简介

MicrosoftSQLServer是由美国微软公司推出的关系型数据库，内置语言是由美国标准局(ANSI)和国际标准化组织(ISO)所定义的SQL语言(微软公司对它进行了部分扩充而成为Transact-SQL)。MicrosoftSQLServer是一个全面的、集成的、端到端的数据解决方案，它为组织中的用户提供了一个更安全可靠和更高效的平台用于企业数据和BI应用。MicrosoftSQLServer2005功能强大，并且降低了在从移动设备到企业数据系统的多平台上创建、部署、管理和使用企业数据和分析应用程序的复杂性。通过全面的功能集、与现有系统的互操作性以及对日常任务的自动化管理能力，MicrosoftSQLServer2005为不同规模的企业提供了完整的数据解决方案。

2. MicrosoftSQLServer2005版本介绍

对于初学者，电脑上应该安装哪个版本的SQLServer2005是较常见的问题，下面简述SQLServer2005的几个常见版本。

1) SQLServer2005EnterpriseEdition(企业版)

SQLServer2005EnterpriseEdition达到了支持超大型企业进行联机事务处理(OLTP)、高度复杂的数据分析、数据仓库系统和网站所需的性能水平，它是最全面的SQLServer版本，是超大型企业的理想选择，能够满足最复杂的要求。

企业版只能安装在Windows2003Server或其他Server系统上。

2) SQLServer2005DeveloperEdition(开发版)

SQLServer2005DeveloperEdition使开发人员可以在SQLServer上生成任何类型的应用程序。它包括SQLServer2005EnterpriseEdition的所有功能，但有许可限制，只能用于开发和测试系统，而不能用做生产服务器。DeveloperEdition可以根据生产需要升级至SQLServer2005EnterpriseEdition。

开发版可以安装在WindowsXP系统上，建议初学者安装此版本。

3) SQLServer2005ExpressEdition(仅适用于32位的简易版)

SQLServer2005ExpressEdition是一个免费、易用且便于管理的数据库。SQLServerExpress与MicrosoftVisualStudio2005集成在一起，利用它们可以轻松开发功能丰富、存储安全、可快速部署的数据驱动应用程序。SQLServer2005ExpressEdition软件可以直接从微软网站上免费下载，但是它支持的内存比较少，主要是它缺少ManagementStudio。1.1.5认识SQLServer2005系统数据库

在SQLServer系统中，存放系统信息的数据库称为系统数据库。成功安装SQLServer2005后，系统会自动建立4个系统数据库，即master、model、tempdb和msdb。下面将简述这4个系统数据库。

1．master数据库

master数据库主要用于记录SQLServer系统中所有的系统级信息，包括登录账户、系统配置和设置、服务器中数据库的名称、相关信息和这些数据库文件的位置以及SQLServer初始化信息等。一旦master数据库不可用，SQLServer也将无法启动，所以要经常对master数据库进行备份，以防不测。

2．model数据库

model数据库是建立新数据库的模板。在系统建立新数据库时，它会复制这个模板数据库的内容到新的数据库中。由于所有新建立的数据库都是继承这个model数据库而来的，因此，如果向model数据库添加对象，则后面建立的数据库也都会包含该变动。

3．tempdb数据库

tempdb数据库是一个临时性的数据库，用于存放所有临时对象，例如表、存储过程、表变量或游标等。启动SQLServer时，系统将会创建一个新的tempdb数据库。一旦关闭SQLServer，tempdb数据库保存的内容将会自动消失。

4．msdb数据库

msdb系统数据库是提供SQLServer代理服务的数据库。SQLServer代理使用msdb数据库来计划警报和作业两项功能，SQLServerManagementStudio、ServiceBroker和数据库邮件等其他功能也使用该数据库。1.1.6认识SQLServer2005数据库常用对象

1.表

表是由行和列构成的集合，用于存储数据。每列称为一个字段，每列的标题称为字段名，一行数据称为一个或一条记录。一个数据库表由一条或多条记录组成。

2.视图

视图是由表或其他视图导出的虚拟表。具体内容参见本书2.1.3。

3.索引

索引是为数据快速检索提供支持且可以保证数据唯一性的辅助数据结构。

4.主键

主键(primarykey)是表中一列或多列的组合，用于唯一标识表中的一行记录。每张表有且只能有一个主键。

5.存储过程

存储过程是存放于服务器的、为完成某特定功能而预先编译好的一组SQL语句。

6.触发器

触发器是一种特殊的存储过程，当用户表中数据改变时，触发器将被自动执行。具体内容详见本书项目四。

1.2项目实践

任务1-1安装MicrosoftSQLServer2005开发版

任务分析

本任务的目标是在WindowsXP系统中安装MicrosoftSQLServer2005开发版。开发版使开发人员能够在32位和X64平台的基础上建立和测试任意一种基于SQLServer的应用系统。它包括企业版的所有功能，但只被授权用于开发和测试系统，不能作为生产服务器。安装的前提是机器中已安装好IIS。

步骤

(1)开始安装时弹出安装向导，如图1-5所示，选择“安装”下的“服务器组件、工具、联机丛书和示例(C)”。图1-5安装向导图1-6安装许可协议

(2)如图1-6所示，弹出安装许可协议，勾选“我接受许可条款和条件(A)”，点击“下一步(N)”按钮。

(3)安装组件。这一步根据电脑的配置会出现不同的选项，如图1-7所示，SQLServer2005需要 .NETFramework2.0框架的支持。如果已安装VisualStudio2008，就不需要再安装 .NETFramework2.0和 .NETFramework2.0语言包。SQLServer2005组件安装完成后点击“下一步(N)”按钮。

(4)进入SQLServer2005安装程序阶段，选择“下一步(N)”按钮。

(5)系统配置检查，如图1-8所示。这里如果有警告或者是错误的话，建议不要继续安装，解决问题后再重新安装。全部成功后点击“下一步(N)”按钮。图1-7安装组件图1-8系统配置检查图1-9选择安装组件

(6)如图1-9所示，勾选需要安装的组件，然后点击“下一步(N)”按钮。图1-10功能选择

(7)选择安装的功能和路径，如图1-10所示。继续点击“下一步(N)”按钮。图1-11设置实例名

(8)设置实例名，如图1-11所示。一般选择“默认实例(D)”，继续点击“下一步(N)”按钮。如果电脑中还装有SQLServer2000，建议自己命名实例。图1-12定义账户

(9)定义账户，如图1-12所示。在“使用内置系统账户(Y)”后面的下拉框中选择“本地系统”，点击“下一步(N)”按钮。

(10)选择身份验证模式。本书后续的设置都是基于此步骤选择的混合模式(Windows身份验证和SQLServer身份验证)。为用户sa设置密码，如图1-13所示，点击“下一步(N)”按钮。

(11)出现“排序规则设置”界面，保持默认，继续点击“下一步(N)”按钮。

(12)出现“报表服务器安装选项”设置界面，保持默认，继续点击“下一步(N)”按钮。

(13)出现“错误和使用情况报告设置”界面，保持默认，继续点击“下一步(N)”按钮。

(14)准备安装程序。点击“安装(I)”按钮，如图1-14所示。此安装过程时间较长，请耐心等待全部安装成功，点击“下一步(N)”按钮，如图1-15所示。图1-13选择身份验证模式图1-14准备安装程序图1-15安装成功图1-16安装成功

(15)点击“完成(F)”按钮，安装完成，如图1-16所示。任务1-2启动数据库引擎

任务分析

MicrosoftSQLServer2005的安装完成后，可通过SQLServer2005提供的配置工具来定制用户所需的服务。表1-1介绍了各SQLServer2005管理工具的功能。后面将重点介绍SQLServerManagementStudio的使用，在此只介绍如何使用SQLServerConfigurationManager(SQLServer配置管理器)和SQLServer外围应用配置器两种方法启动数据库引擎。步骤

(1)启动SQLServer配置管理器，启动方法如图1-17所示。SQLServerConfigurationManager是用来管理与SQLServer相关联的服务、配置SQLServer使用的网络协议以及从SQLServer客户端计算机管理网络连接配置的工具。它包含SQLServer2005服务、SQLServer2005网络配置和SQLNativeClient配置。

(2)启动SQLServer配置管理器后，在其界面左侧的树形目录中选中“SQLServer2005服务”，然后用鼠标右击右侧框中的“SQLServer(MSSQLSERVER)”，选择“启动”命令，效果如图1-18所示。图1-17启动SQLServerConfigurationManager图1-18SQLServerConfigurationManager启动效果图图1-19启动外围应用配置器任务2：使用SQLServer外围应用配置器启动数据库引擎

步骤

(1)如果需要启动某些功能和组件，可使用SQLServer2005提供的外围应用配置器。启动SQLServer外围应用配置器的方法如图1-19所示。图1-20外围应用配置器

(2)在打开的界面中单击“服务和连接的外围应用配置器”，如图1-20所示。

(3)在打开的界面中找到DatabaseEngine，单击“服务”。在右侧查看是否已启动，如果没有启动可单击“启动(S)”按钮，并确保“启动类型”为“自动”，否则下次开机时又要手动启动，如图1-21所示。图1-21启动数据库引擎任务3：修改管理员密码

步骤

(1)启动MicrosoftSQLServer2005→SQLServerManagementStudioExpress。

(2)选择服务器，登录名为sa，输入密码，单击“连接(C)”按钮，如图1-22所示。

注：为了练习本书中的例子，服务器类型为“数据库引擎”，服务器名称一般选择本地安装所用的计算机名，身份验证选择安装时设置的身份验证模式。图1-22SQLServer2005登录界面

(3)进入“MicrosoftSQLServerManagementStudio”主界面，在“对象资源管理器”中，依次展开“安全性”→“登录名”，右击“sa”并选择“属性”命令，弹出“登录属性-sa”对话框，默认进入“常规”选项卡，如图1-23所示，在这里可以修改sa的密码。图1-23设置登录属性

(4)仍然是在“登录属性-sa”对话框中选择“状态”选项，确定允许连接到数据库引擎和启用登录状态，如图1-24所示。

(5)回到如图1-21所示的界面，将SQLServer服务器停止后，再重新启动服务器。再一次打开SQLServerManagementStudio，用新创建或修改的密码重新连接到服务器。图1-24“状态”选项任务4：注册其他服务器

步骤

(1)单击SQLServerManagementStudio工具栏上的“已注册的服务器”图标，如图1-25所示，打开已注册服务器窗口，右击“数据库引擎”，在弹出的快捷菜单中选择“新建”→“服务器注册”命令。

(2)在打开的“新建服务器注册”对话框的“服务器